JPWO2019064899A1 - モータ - Google Patents

Abstract

上下方向に沿って延びる中心軸を中心として回転するロータおよびロータの径方向外側に位置するステータを有するモータ本体と、モータ本体の上側に位置し中心軸に直交する方向に延びる回路基板と、回路基板の下側に位置し回路基板に直接的または間接的に接触するヒートシンクと、を備え、回路基板は、基板本体と、基板本体の下面に実装される第１の発熱素子と、を有し、ヒートシンクは、回路基板に沿って延びるヒートシンク本体部と、モータ本体を収容するモータ本体収容部と、第１の発熱素子を収容する素子収容部と、を有し、モータ本体収容部および素子収容部は、ヒートシンク本体部から下側に向かって別々に延び、ヒートシンク本体部には、モータ本体収容部と素子収容部との間に位置するリブが設けられている、モータ。

Description

本発明は、モータに関する。

モータ本体を制御する回路基板を備えた機電一体型のモータにおいて、回路基板を冷却するヒートシンクを設けることが知られている。特許文献１には、ヒートシンクの内部に、回路基板の実装部品であるコンデンサを収容するための段差状の収納部が設けられた構造が開示されている。

特開２０１３−０６２９５９号公報

従来のヒートシンクは、回路基板およびその実装部品から吸収した熱を外部に放出する機能が低いという問題があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、ヒートシンクの放熱効果を高めたモータの提供を目的の一つとする。

本発明のモータの一つの態様は、上下方向に沿って延びる中心軸を中心として回転するロータおよび前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータ本体と、前記モータ本体の上側に位置し前記中心軸に直交する方向に延びる回路基板と、前記回路基板の下側に位置し前記回路基板に直接的または間接的に接触するヒートシンクと、を備え、前記回路基板は、基板本体と、前記基板本体の下面に実装される第１の発熱素子と、を有し、前記ヒートシンクは、前記回路基板に沿って延びるヒートシンク本体部と、前記モータ本体を収容するモータ本体収容部と、前記第１の発熱素子を収容する素子収容部と、を有し、前記モータ本体収容部および前記素子収容部は、前記ヒートシンク本体部から下側に向かって別々に延び、前記ヒートシンク本体部には、前記モータ本体収容部と前記素子収容部との間に位置するリブが設けられている。

本発明の一つの態様によれば、ヒートシンクの放熱効果を高めたモータが提供される。

図１は、一実施形態のモータの斜視図である。 図２は、図１のII−II線に沿うモータの断面図である。 図３は、図１のIII−III線に沿うモータの断面図である。 図４は、モータを下側から見た底面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータ１について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、後段に説明する中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。

また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「下側」と呼ぶ。なお、上側および下側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。さらに、以下の説明において、「平面視」とは、軸方向から見た状態を意味する。

［モータ］



図１は、本実施形態のモータ１の斜視図である。図２は、図１のII−II線に沿うモータ１の断面図である。図３は、図１のIII−III線に沿うモータ１の断面図である。また、図４は、モータ１を下側から見た底面図である。

図２に示すように、モータ１は、モータ本体２と、上側ベアリング（ベアリング）７Ａと、下側ベアリング７Ｂと、ベアリングホルダ３０と、回路基板６０と、ハウジング（ヒートシンク、第１のヒートシンク）５０と、上ヒートシンク（第２のヒートシンク）８０と、蓋部４０と、を備える。

［モータ本体］



モータ本体２は、ロータ２０およびステータ２５を有する。ロータ２０は、上下方向（軸方向）に沿って延びる中心軸Ｊを中心として回転する。ロータ２０は、シャフト２１と、ロータコア２２と、ロータマグネット２３と、を有する。シャフト２１は、中心軸Ｊに沿って延びる。シャフト２１は、上側ベアリング７Ａと下側ベアリング７Ｂとによって、中心軸Ｊの軸周りに回転可能に支持される。ロータコア２２は、シャフト２１に固定される。ロータコア２２は、シャフト２１を周方向に囲んでいる。ロータマグネット２３は、ロータコア２２に固定される。より詳細には、ロータマグネット２３は、ロータコア２２の周方向に沿った外側面に固定される。ロータコア２２およびロータマグネット２３は、シャフト２１とともに回転する。

ステータ２５は、ロータ２０の径方向外側に位置する。ステータ２５は、ロータ２０と径方向に隙間を介して対向してロータ２０の径方向外側を囲む。ステータ２５は、ステータコア２７と、インシュレータ２８と、コイル２９と、を有する。 インシュレータ２８は、絶縁性を有する材料から構成される。インシュレータ２８は、ステータコア２７の少なくとも一部を覆う。モータ１の駆動時において、コイル２９は、ステータコア２７を励磁する。コイル２９は、コイル線（図示略）が巻き回されて構成される。コイル線は、インシュレータ２８を介してステータコア２７のティース部に巻き回される。コイル線の端部は、上側に引き出され、ベアリングホルダ３０に設けられた貫通孔を通過して回路基板６０に接続される。また、モータ本体２とベアリングホルダ３０との間にバスバーが設けられる場合には、コイル線の端部がバスバーに接続され、バスバーが回路基板６０に接続される。

［上側ベアリングおよび下側ベアリング］



上側ベアリング７Ａは、シャフト２１の上端部を回転可能に支持する。上側ベアリング７Ａは、ステータ２５の上側に位置する。上側ベアリング７Ａは、ベアリングホルダ３０に支持される。下側ベアリング７Ｂは、シャフト２１の下端部を回転可能に支持する。下側ベアリング７Ｂは、ステータ２５の下側に位置する。下側ベアリング７Ｂは、ハウジング５０の下側ベアリング保持部５４ｃに支持される。

本実施形態において、上側ベアリング７Ａおよび下側ベアリング７Ｂは、ボールベアリングである。しかしながら、上側ベアリング７Ａおよび下側ベアリング７Ｂの種類は、特に限定されず、他の種類のベアリングであってもよい。

［ハウジング（ヒートシンク、第１のヒートシンク）］



ハウジング５０は、回路基板６０の下側に位置する。本実施形態のハウジング５０は、回路基板６０に直接的に接触して、回路基板６０を冷却するヒートシンクとして機能する。なお、ハウジング５０は、回路基板６０と熱的に接触し回路基板６０を冷却するものであれば、回路基板６０と間接的に接触していてもよい。より具体的には、ハウジング５０は、回路基板６０に放熱グリスなどの放熱材を介して接触していてもよい。

ハウジング５０は、ヒートシンク部（ヒートシンク本体部）５３と、モータ本体収容部５４と、素子収容部５５と、を有する。ハウジング５０は、ヒートシンク部５３において主に回路基板６０で生じた熱を吸収する。ハウジング５０は、モータ本体収容部５４においてモータ本体２を収容する。また、ハウジング５０は、素子収容部５５において、回路基板６０に設けられたコンデンサ（第１の発熱素子）６５を収容する。

ハウジング５０は、単一の部材として構成される。すなわち、ハウジング５０は、単一の部材においてヒートシンクとしての機能、モータ本体２を収容する機能およびコンデンサ６５を収容する機能を奏する。なお、ハウジング５０は、ヒートシンク部５３、モータ本体収容部５４および素子収容部５５のうち少なくとも１つが、ネジなどの締結手段によって締結された別部品であってもよい。また、ヒートシンク部５３とモータ本体収容部５４とが別部品であって、ヒートシンク部５３が、ベアリングホルダ３０の一部であってもよい。しかしながら、ハウジング５０が単一の部材であることによって、ヒートシンク部５３において吸収した回路基板６０の熱を、ヒートシンク部５３のみならずモータ本体収容部５４および素子収容部５５においても効率的に放熱できる。すなわち、本実施形態によれば、ハウジング５０を単一の部材として構成されるため、ハウジング５０における放熱効果が高まる。また、本実施形態によれば、ハウジング５０が単一の部材から構成されるため、モータ１の組み立て工程を簡素化できる。

ハウジング５０は、放熱特性が高く十分な剛性を有する金属材料から構成される。一例として、ハウジング５０は、アルミニウム合金から構成される。この場合、ハウジング５０は、ダイカスト等によって概略形状を成形した後に、精度が必要な面を切削加工することで製造される。

ヒートシンク部５３は、中心軸Ｊと直交する方向に延びる。ヒートシンク部５３は、回路基板６０の下側に位置する。ヒートシンク部５３は、回路基板６０の下側において、回路基板６０に沿って延びる。ヒートシンク部５３は、平面視においてモータ本体収容部５４と素子収容部５５との間に位置し、モータ本体収容部５４と素子収容部５５とを繋ぐ。ヒートシンク部５３は、上側を向く上面５３ａと下側を向く下面５３ｂと、を有する。

ヒートシンク部５３の上面５３ａには、回路基板６０の基板本体６１の下面６１ｃに直接的又は放熱材などの部材を介して間接的に接触する放熱面５３ｃが設けられている。すなわち、ヒートシンク部５３は、基板本体６１と接触する放熱面５３ｃを有する。ヒートシンク部５３は、放熱面５３ｃにおいて、回路基板６０から熱を吸収して、回路基板６０を冷却する。

後述するように、回路基板６０は、基板本体６１の上面６１ｄに実装される複数の電界効果トランジスタ（第２の発熱素子）６６を有する。電界効果トランジスタ６６は、ＦＥＴ（Field effect transistor）とも呼ばれる。電界効果トランジスタ６６は、回路基板６０において、熱を生じやすい発熱素子である。軸方向から見て、電界効果トランジスタ６６の少なくとも一部は、放熱面５３ｃと重なる。これにより、電界効果トランジスタ６６で生じた熱を、放熱面５３ｃにおいて効果的にヒートシンク部５３に移動させることができる。これにより、電界効果トランジスタ６６の温度が高まりすぎることを抑制し、電界効果トランジスタ６６の動作の信頼性を高めることができる。

なお、本実施形態においては、放熱面５３ｃと軸方向に重なる発熱素子が電界効果トランジスタ６６である場合を例示した。しかしながら、放熱面５３ｃと重なる発熱素子は、他の実装部品（素子）であってもよい。本明細書において発熱素子とは、実装部品のうち、動作時に熱を発し高温となる素子を意味する。発熱素子としては、電界効果トランジスタ、コンデンサの他に、電界効果トランジスタ駆動用ドライバ集積回路、電源用集積回路が例示されるが、高温となる素子であればその種類は限定されない。

図４に示すように、ヒートシンク部５３には、リブ５６が設けられている。リブ５６は、ヒートシンク部５３の下面５３ｂから下側に突出する。リブ５６は、モータ本体収容部５４と素子収容部５５との間に位置する。ヒートシンク部５３にリブ５６が設けられることで、ヒートシンク部５３の表面積が大きくなる。これにより、ヒートシンク部５３の放熱効果を高めることができる。また、ヒートシンク部５３にリブ５６が設けられることで、リブ５６の延びる方向においてヒートシンク部５３の剛性を高めることができる。これにより、外的な応力又は熱膨張および熱収縮に対して、ヒートシンク部５３の変形を抑制することができる。特に本実施形態によれば、リブ５６が、モータ本体収容部５４と素子収容部５５との間に位置する。このため、モータ本体収容部５４と素子収容部５５との相対的な位置関係が変化するようなヒートシンク部５３の変形を抑制できる。

図２に示すように、リブ５６は、基板本体６１に接触する放熱面５３ｃの直下に位置する。すなわち、軸方向から見て、リブ５６の少なくとも一部が放熱面５３ｃと重なる。これにより、放熱面５３ｃの直下においてヒートシンク部５３の熱容量を大きくすることができ、放熱面５３ｃにおいて基板本体６１からヒートシンク部５３に効率的に熱を移動できる。加えて、放熱面５３ｃにおいて回路基板６０から吸収してヒートシンク部５３に移動させた熱を、リブ５６において効率的に放熱できる。

図４に示すように、リブ５６は、第１のリブ部５６ａと第２のリブ部５６ｂとを含む。第１のリブ部５６ａは、モータ本体収容部５４の径方向（本実施形態においてＸ軸方向）に沿って延びる。第１のリブ部５６ａは、モータ本体収容部５４と素子収容部５５とを繋ぐ。第２のリブ部５６ｂは、第１のリブ部５６ａと繋がっている。第２のリブ部５６ｂは、第１のリブ部５６ａに対して直交する方向に延びる。第２のリブ部５６ｂは、第１のリブ部５６ａと交差して延びる。本実施形態において、第２のリブ部５６ｂは、ヒートシンク部５３に３つ設けられる。

本実施形態によれば、第１のリブ部５６ａが、モータ本体収容部５４と素子収容部５５との間を延びてこれらを繋ぐ。このため、モータ本体収容部５４と素子収容部５５とが並ぶ方向に関して、ヒートシンク部５３の剛性を高めることができる。結果として、モータ本体収容部５４と素子収容部５５との相対的な位置関係が変化するようなヒートシンク部５３の変形を効果的に抑制できる。

本実施形態によれば、第１のリブ部５６ａに加えて第２のリブ部５６ｂが設けられることで、ヒートシンク部５３の表面積を更に増加させることができる。また、第２のリブ部５６ｂが第１のリブ部５６ａと直交し交差するため、第１のリブ部５６ａと直交する方向についてもヒートシンク部５３の剛性を高めることができる。また、リブ５６は、３以上の第２のリブ部５６ｂを含むことが好ましい。第２のリブ部５６ｂが、３以上設けられていることで、ヒートシンク部５３の剛性を十分に高めることができる。

図４に示すように、第２のリブ部５６ｂは、第１のリブ部５６ａ側から離れるに従い幅が狭くなる。言い換えると、第２のリブ部５６ｂは、第１のリブ部５６ａ側が太くなっている。このため、本実施形態の第２のリブ部５６ｂによれば、体積が等しく一様な幅で延びるものと比較して、重量の増加を抑えつつヒートシンク部５３の剛性を高めることができる。

図２に示すように、モータ本体収容部５４は、上側（＋Ｚ側）に開口する筒状である。モータ本体収容部５４は、ヒートシンク部５３から下側に向かって延びる。モータ本体収容部５４は、ロータ２０およびステータ２５を収容する。モータ本体収容部５４は、筒状部５４ａと、底部５４ｂと、下側ベアリング保持部５４ｃと、を有する。なお、モータ本体収容部５４は底部５４ｂを有していない筒状部材であってもよい。この場合、モータ本体収容部５４の下側の開口には、ベアリングを保持するベアリングホルダが別途取り付けられる。

筒状部５４ａは、ステータ２５を径方向外側から囲む。本実施形態において筒状部５４ａは、円筒状である。筒状部５４ａの内周面には、ステータコア２７およびベアリングホルダ３０が固定される。筒状部５４ａの上端部であって、筒状部５４ａの外周面にはヒートシンク部５３が接続される。

底部５４ｂは、筒状部５４ａの下端に位置する。底部５４ｂは、ステータ２５の下側に位置する。下側ベアリング保持部５４ｃは、底部５４ｂの平面視中央に位置する。下側ベアリング保持部５４ｃは、下側ベアリング７Ｂを保持する。下側ベアリング保持部５４ｃの平面視中央には、軸方向に貫通する孔部５４ｄが設けられる。孔部５４ｄには、シャフト２１の下端部が挿通される。

素子収容部５５は、上側（＋Ｚ側）に開口する。素子収容部５５は、ヒートシンク部５３から下側に向かって延びる。図４に示すように、本実施形態の素子収容部５５は、３つのコンデンサ６５を収容する。３つのコンデンサ６５は、中心軸Ｊと直交する一方向（本実施形態においてＹ軸方向）に沿って並ぶ。本実施形態において、３つのコンデンサ６５が並ぶ方向は、第２のリブ部５６ｂが延びる方向と一致する。素子収容部５５は、平面視において、３つのコンデンサ６５が並ぶ方向（すなわち、第２のリブ部５６ｂが延びる方向）を長手方向とする。素子収容部５５の長手方向の寸法Ｓ１は、モータ本体収容部５４の直径Ｄより小さい。すなわち、複数のコンデンサ６５を一方向に並べて配置する場合であっても、素子収容部５５の長手方向の寸法Ｓ１がモータ本体収容部５４を超えない。したがって、中心軸Ｊと直交する方向においてモータ１の寸法を抑制できる。

図２に示すように、コンデンサ６５は、下側を向く天面６５ｂと、軸方向と直交する方向を向く側面６５ａと、を有する。素子収容部５５は、コンデンサ６５の側面６５ａを囲む側壁部５５ａと、コンデンサ６５の下側に位置しコンデンサ６５の天面６５ｂと軸方向に対向する収容底部５５ｂと、を有する。

本実施形態によれば、コンデンサ６５を収容する素子収容部５５を有する。コンデンサ６５は、回路基板６０において、熱を生じやすい発熱素子である。このため、コンデンサ６５において発生する熱を素子収容部５５において効果的に吸収することができる。なお、素子収容部５５の側壁部５５ａとコンデンサ６５の側面６５ａとの間には、放熱グリスなどの放熱材が収容されることが好ましい。これにより、コンデンサ６５の側面６５ａから素子収容部５５に向けて効率的に熱を移動させることができ、コンデンサ６５の動作の信頼性を高めることができる。なお、素子収容部５５の収容底部５５ｂとコンデンサ６５の天面６５ｂとの間にも放熱材を配置してもよい。しかし、一般的にコンデンサ６５の天面６５ｂには、防爆弁が設けられる場合がある。この場合、放熱材は、少なくとも防爆弁を避けるように配置される。

なお、素子収容部５５は、収容底部５５ｂを有さずに下側に開放された構成としてもよい。また、素子収容部５５の側壁部５５ａの一部が水平方向に開口していてもよい。すなわち、収容底部５５ｂおよび側壁部５５ａは、必ずしもコンデンサ６５の天面６５ｂおよび側面６５ａを全体に亘って囲んでいなくてもよい。

本実施形態において、モータ本体収容部５４および素子収容部５５は、ヒートシンク部５３から下側に向
かって別々に延びる。すなわち、モータ本体収容部５４および素子収容部５５は、軸方向から見て互いに離間している。本実施形態によれば、モータ本体収容部５４と素子収容部５５とが、ヒートシンク部５３から別々に延びるため、ハウジング５０の外周面の表面積が増加し、ハウジング５０の放熱効果を高めることができる。なお、上述したように、モータ本体収容部５４および素子収容部５５は、ヒートシンク部５３を介して互いに固定された別部品であってもよい。

ハウジング５０は、上側を向く上面５０ａを有する。上面５０ａは、ハウジング５０のモータ本体収容部５４、素子収容部５５およびヒートシンク部５３に跨って設けられる。上面５０ａは、蓋部４０と対向する。上面５０ａには、上面５０ａの外縁に沿って延びる第２の凹溝部５２が設けられる。第２の凹溝部５２は、上面５０ａに対して下側に凹む。第２の凹溝部５２は、一様な幅および一様な深さで中心軸Ｊと直交する平面内を延びる。第２の凹溝部５２は、後段において説明する蓋部４０の第２の凸部４２が収容される。

［ベアリングホルダ］



ベアリングホルダ３０は、ステータ２５の上側（＋Ｚ側）に位置する。ベアリングホルダ３０は、上側ベアリング７Ａを支持する。ベアリングホルダ３０の平面視形状は、例えば、中心軸Ｊと同心の円形状である。ベアリングホルダ３０は、モータ本体収容部５４の上側の開口５４ｅに位置し、モータ本体収容部５４の内周面に固定される。

ベアリングホルダ３０は、ドーナツ型の円板状のホルダ本体部３１と、ホルダ本体部３１の径方向内側に位置する上側ベアリング保持部３２と、ホルダ本体部３１の径方向外側に位置するホルダ固定部３３と、を有する。

上側ベアリング保持部３２は、上側ベアリング７Ａを保持する。上側ベアリング保持部３２は、ベアリングホルダ３０の平面視中央に位置する。上側ベアリング保持部３２の平面視中央には、軸方向に貫通する孔部３２ａが設けられる。孔部３２ａには、シャフト２１の上端部が挿通される。ホルダ固定部３３は、ホルダ本体部３１の径方向外縁において上下方向に突出する筒形状である。ホルダ固定部３３の外周面は、モータ本体収容部５４の内周面と径方向に対向する。ホルダ固定部３３は、モータ本体収容部５４の内周面に嵌合され固定される。

ベアリングホルダ３０は、ハウジング５０のヒートシンク部５３に対し少なくとも一部が軸方向に重なる。このため、ベアリングホルダ３０の上側のスペースを十分に広くすることができる。結果的に、ベアリングホルダ３０の上側に位置する回路基板６０の配置および回路基板６０の実装部品の配置の自由度を高めることができる。

［回路基板］



回路基板６０は、モータ本体２およびベアリングホルダ３０の上側に位置する。回路基板６０は、中心軸Ｊに直交する方向（すなわち、上下方向に直交する方向）に延びる。回路基板６０には、ステータ２５のコイル２９から延びるコイル線が接続される。回路基板６０は、コイル２９に電流を流してロータ２０の回転を制御する。

回路基板６０は、基板本体６１と、複数（本実施形態では３つ）のコンデンサ（第１の発熱素子）６５と、複数の電界効果トランジスタ（第２の発熱素子）６６と、を有する。なお、基板本体６１は、その他に、ロータ２０の回転を制御するための電子部品（図示略）を有する。

基板本体６１は、軸方向（すなわち上下方向）に直交して配置される。基板本体６１は、上側を向く上面６１ｄと、下側を向く下面６１ｃと、を有する。また、基板本体６１は、上下方向から見てモータ本体２と重なるオーバーラップ部６１Ａと、上下方向から見てモータ本体２の外側に位置する張出部６１Ｂと、を有する。

コンデンサ６５は、基板本体６１の下面６１ｃに実装される。コンデンサ６５は、軸方向に沿って延びる円柱形状である。コンデンサ６５は、基板本体６１と反対側に位置し下側を向く天面６５ｂと、軸方向（上下方向）と直交する方向を向く側面６５ａと、を有する。コンデンサ６５は、回路基板６０の実装部品のうち、最も軸方向（上下方向）の寸法が大きい。電界効果トランジスタ６６は、基板本体６１の上面６１ｄに実装される。電界効果トランジスタ６６は、平面視矩形状である。基板本体６１の上面６１ｄおよび下面６１ｃの何れか一方又は両方には、コンデンサ６５および電界効果トランジスタ６６の他に回転センサ、チョークコイル等の電子部品が実装される。

発熱素子であるコンデンサ６５および電界効果トランジスタ６６は、基板本体６１の張出部６１Ｂに実装される。張出部６１Ｂの上側には、後段に説明する上ヒートシンク８０が位置する。上ヒートシンク８０は、張出部６１Ｂおよび張出部６１Ｂの上面６１ｄに実装された電界効果トランジスタ６６と直接的又は間接的に接触してこれらを冷却する。また、張出部６１Ｂの下側には、ハウジング５０のヒートシンク部５３および素子収容部５５が位置する。ヒートシンク部５３および素子収容部５５は、張出部６１Ｂおよび張出部６１Ｂの下面６１ｃに実装されたコンデンサ６５と直接的又は間接的に接触してこれらを冷却する。すなわち、本実施形態によれば、発熱素子（コンデンサ６５および電界効果トランジスタ６６）が実装された張出部６１Ｂは、上ヒートシンク８０およびハウジング５０に上下方向から挟まれる。これにより、張出部６１Ｂに実装された発熱素子６５、６６を、上ヒートシンク８０およびハウジング５０により効果的に冷却できる。また、本実施形態によれば、冷却が必要な発熱素子６５、６６を基板本体６１の張出部６１Ｂに配置することで、発熱素子６５、６６の冷却に必要な構造を、平面視においてモータ本体２とずらして配置できる。このため、モータ１の軸方向（上下方向）の寸法を小型化できる。

［上ヒートシンク（第２のヒートシンク）］



上ヒートシンク８０は、回路基板６０の上側に位置する。上ヒートシンク８０は、回路基板６０の一部を上側から覆う。本実施形態の上ヒートシンク８０は、回路基板６０に直接的又は間接的に接触して、回路基板６０を冷却する上ヒートシンクとして機能する。なお、上ヒートシンク８０は、回路基板６０と熱的に接触し回路基板６０を冷却するものであれば、回路基板６０と直接的に接触していても間接的に接触していてもよい。より具体的には、上ヒートシンク８０は、回路基板６０に放熱グリスなどの放熱材を介して接触していてもよい。

上ヒートシンク８０は、吸熱部８５と、吸熱部８５の上面８５ａに位置するフィン８９ａと、有する。上ヒートシンク８０は、放熱特性が高い金属材料（例えば、アルミニウム合金又は銅合金）から構成される。

図３に示すように、吸熱部８５は、上側を向く上面８５ａと下側を向く下面８５ｂとを有する。また、吸熱部８５には、一対のネジ挿入孔８５ｃが設けられている。ネジ挿入孔８５ｃは、軸方向に沿って吸熱部８５を貫通する。一対のネジ挿入孔８５ｃには、それぞれ固定ネジ８８が挿入される。固定ネジ８８は、ハウジング５０のヒートシンク部５３にネジ止めされる。これによって、吸熱部８５の下面８５ｂが、ヒートシンク部５３の上面５３ａに押し当てられて、上ヒートシンク８０がハウジング５０に固定される。

本実施形態によれば、上ヒートシンク８０とハウジング５０とは、直接的に接触し互いに固定されている。上ヒートシンク８０およびハウジング５０は、それぞれ回路基板６０から熱を吸収する。上ヒートシンク８０とハウジング５０が互いに接触して固定されることで、上ヒートシンク８０とハウジング５０との間で熱の移動が起こる。このため、上ヒートシンク８０およびハウジング５０のうち何れか一方が高温となった場合、他方側に熱を移動させて、他方側からも放熱することができる。これにより、放熱効率が高まり結果として回路基板６０の冷却効果を高めることができる。

吸熱部８５の下面８５ｂには、凹部８６が設けられている。凹部８６には、回路基板６０の電界効果トランジスタ６６が配置されている。凹部８６には、例えば放熱グリス等の放熱材が充填され、電界効果トランジスタ６６で生じた熱を吸熱部８５に効率的に移動させる。すなわち、本実施形態によれば、発熱素子である電界効果トランジスタ６６を収容する凹部８６に放熱材が充填されることで、電界効果トランジスタ６６を効果的に冷却できる。加えて、放熱材が流動性の放熱グリスである場合には、放熱グリスが、凹部８６から漏れ出すことを抑制できる。

後段において説明するように、上ヒートシンク８０の上側には、蓋部４０が設けられている。蓋部４０には、上下方向に貫通する開口部４９が設けられる。上ヒートシンク８０は、蓋部４０の開口部４９から露出する露出部８９を有する。露出部８９は、吸熱部８５の上面８５ａに位置する。

本実施形態によれば、上ヒートシンク８０が露出部８９を有することによって、上ヒートシンク８０は、回路基板６０から吸収した熱を露出部８９からモータ１の外部に効率的に放熱できる。これにより、上ヒートシンク８０による回路基板６０の冷却効率を高めることができる。

上ヒートシンク８０の露出部８９は、発熱素子である電界効果トランジスタ６６の直上に位置する。すなわち、上ヒートシンク８０の露出部８９は、軸方向（上下方向）から見て、電界効果トランジスタ６６の少なくとも一部と重なる。これにより、回路基板６０から上ヒートシンク８０に移動させた熱を、露出部８９において効果的に放熱できる。なお、軸方向から見て露出部８９と重なる発熱素子は、電界効果トランジスタ６６以外の発熱素子（例えば、コンデンサ、電界効果トランジスタ駆動用ドライバ集積回路、電源用集積回路）であってもよい。

図１に示すように、フィン８９ａは、上ヒートシンク８０の露出部８９に位置する。フィン８９ａは、吸熱部８５の上面８５ａから上側に突出する。フィン８９ａは、露出部８９において、開口部４９を貫通する。

フィン８９ａは、上ヒートシンク８０に複数設けられる。複数のフィン８９ａは、上下方向と直交する一方向に沿って延びる。本実施形態において、フィン８９ａは、Ｘ軸方向に沿って延びる。本実施形態によれば、露出部８９にフィン８９ａが設けられることで、露出部８９の表面積を大きくして露出部８９における上ヒートシンク８０の放熱効率を高めることができる。また、本実施形態によれば、複数のフィン８９ａが一方向に延びるため、一方向に流れる気体中にモータ１を配置する場合に、気体の流動方向に沿ってフィン８９ａが延びるように配置することで、フィン８９ａによる放熱効率を高めることができる。 本実施形態では、上ヒートシンク８０がフィン８９ａを有する場合を例示した。しかしながら、上ヒートシンク８０は、露出部８９を有していれば、上ヒートシンク８０がフィン８９ａを有していなくても、放熱効率を高める一定の効果を得ることができる。

吸熱部８５の上面８５ａには、軸方向（上下方向）から見て露出部８９を囲む第１の凹溝部８１が設けられる。第１の凹溝部８１は、一様な幅および一様な深さで中心軸Ｊと直交する平面内を延びる。第１の凹溝部８１は、上面８５ａに対して下側に凹む。第１の凹溝部８１には、後段において説明する蓋部４０の第１の凸部４１が収容される。

［蓋部］



図２に示すように、蓋部４０は、ハウジング５０、回路基板６０および上ヒートシンク８０の上側に位置する。蓋部４０は、ハウジング５０の上面５０ａを覆う。蓋部４０は、回路基板６０を上側から覆い回路基板６０を保護する。また、蓋部４０は、ハウジング５０のモータ本体収容部５４の開口を覆い、モータ本体２の回転部分などにコンタミが侵入することを抑制する。

図１に示すように、蓋部４０は、平坦部４５と、平坦部４５の外縁に位置し、平坦部４５に対して下側に突出する外縁部４６と、平坦部４５から上側に延びるコネクタ部４７と、を有する。

コネクタ部４７は、平坦部４５から上側に延びる筒状である。コネクタ部４７の内部には、回路基板６０から上側に延びる接続端子（図示略）が設けられる。接続端子は、回路基板６０に電力を供給する外部機器（図示略）に接続される。

図２に示すように、平坦部４５は、軸方向（上下方向）と直交する方向に延びる。すなわち、平坦部４５は、回路基板６０に沿って延びる。平坦部４５は、上側を向く上面４５ａと、下側を向く下面４５ｂと、を有する。

平坦部４５には、開口部４９が設けられる。開口部４９は、軸方向から見て矩形状である。開口部４９には、上ヒートシンク８０のフィン８９ａが挿通する。フィン８９ａの上端は、平坦部４５の上面４５ａより上側に位置する。

平坦部４５の下面４５ｂは、吸熱部８５と軸方向に離間している。したがって、平坦部４５は、上ヒートシンク８０と接触しない。平坦部４５の下面４５ｂには、下側に突出する第１の凸部４１が設けられる。

第１の凸部４１は、軸方向から見て、開口部４９を囲む。第１の凸部４１は、一様な幅および一様な高さで中心軸Ｊと直交する平面内を延びる。第１の凸部４１は、上ヒートシンク８０に設けられた第１の凹溝部８１に収容される。上ヒートシンク８０には、開口部４９から露出する露出部８９が設けられている。したがって、第１の凸部４１および第１の凹溝部８１は、軸方向（上下方向）から見て露出部８９を囲む。第１の凹溝部８１の内壁面と、第１の凸部４１との間には、隙間が設けられる。第１の凹溝部８１には、接着剤Ｂが充填される。

本実施形態によれば、接着剤Ｂが充填された第１の凹溝部８１に第１の凸部４１が収容されている。また、第１の凸部４１および第１の凹溝部８１は、露出部８９を囲むため、蓋部４０の開口部４９からモータ１の内部に水およびコンタミが侵入することを抑制できる。これにより、モータ１の防塵性および防水性を高めることができる。

なお、本実施形態においては、第１の凹溝部８１に接着剤Ｂが充填され、接着剤Ｂが第１の凹溝部８１の内壁面と第１の凸部４１との間の隙間を塞ぐ。このため、より効果的にコンタミの侵入を塞ぐことができる。しかしながら、接着剤Ｂなどの充填物が充填されていない場合であっても、第１の凸部４１が第１の凹溝部８１に挿入されることで、コンタミの侵入経路にラビリンス構造を構成することができ、コンタミの侵入を抑制することができる。

また、本実施形態においては、上ヒートシンク８０に第１の凹溝部８１が設けられ、蓋部４０に第１の凸部４１が設けられる構成を例示した。しかしながら、第１の凸部４１および第１の凹溝部８１は、露出部８９を囲んでいれば、上ヒートシンク８０および蓋部４０のそれぞれ反対側に設けられていてもよい。すなわち、蓋部４０および上ヒートシンク８０のうち、一方には他方側に突出する第１の凸部４１が設けられ、他方には第１の凸部４１を収容する第１の凹溝部８１が設けられていればよい。

本実施形態によれば、第１の凹溝部８１の内壁面と第１の凸部４１との間に、接着剤Ｂが充填されている。これにより、露出部８９の周囲において、蓋部４０と上ヒートシンク８０とを互いに固定することができる。加えて、接着剤Ｂを第１の凹溝部８１に充填させるため、接着剤Ｂを周方向に沿って一様な量で設けることができ、各方向からの応力に対して安定した接着強度を実現しやすい。

本実施形態によれば、第１の凹溝部８１の内壁面と第１の凸部４１との間には隙間が設けられる。このため、第１の凹溝部８１の内壁面と第１の凸部４１とは、上下方向および水平方向において直接的に接触しない。このため、他の部分において上ヒートシンク８０に対する蓋部４０の上下方向および水平方向の位置決めを行うことができる。具体的には、蓋部４０および上ヒートシンク８０をそれぞれハウジング５０に接触させ、蓋部４０および上ヒートシンク８０をそれぞれハウジング５０に対して位置決めすることができる。したがって、寸法精度および面精度の管理が容易な他の部材（本実施形態におけるハウジング５０）において、各部の寸法を管理することができる。

本実施形態によれば、平坦部４５の下面４５ｂは、吸熱部８５と軸方向に離間しているため、第１の凹溝部８１に充填された接着剤Ｂは、外気に露出している。これにより、第１の凹溝部８１に充填された接着剤Ｂの硬化を促進できる。また、第１の凹溝部８１に第１の凸部４１を収容させる工程において、第１の凹溝部８１から溢れ出た過剰な接着剤Ｂを、第１の凹溝部８１の外側に逃がすことができる。

外縁部４６は、平坦部４５の外縁から下側に突出する。外縁部４６は、軸方向から見て平坦部４５を一周に亘って囲む。外縁部４６の下端部には、第２の凸部４２と内側下端面４６ａと外側下端面４６ｂとが設けられる。

第２の凸部４２は、下側に突出する。第２の凸部４２は、一様な幅および一様な高さで中心軸Ｊと直交する平面内を延びる。第２の凸部４２は、外縁部４６の全体に亘って延びる。したがって、第２の凸部４２は、軸方向から見て、平坦部４５を一周に亘って囲む。

第２の凸部４２は、ハウジング５０に設けられた第２の凹溝部５２に収容される。第２の凸部４２および第２の凹溝部５２は、軸方向から見て、第１の凸部４１および第１の凹溝部８１を外側から囲む。第２の凹溝部５２の内壁面と、第２の凸部４２との間には、隙間が設けられる。第２の凹溝部５２には、接着剤Ｂが充填される。

本実施形態によれば、接着剤Ｂが充填された第２の凹溝部５２に第２の凸部４２が収容されている。また、第２の凸部４２および第２の凹溝部５２は、軸方向から見て、第１の凸部４１および第１の凹溝部８１を外側から囲むため、第１の凸部４１および第１の凹溝部８１より外側においても、蓋部４０とハウジング５０との間からモータ１の内部に水およびコンタミが侵入することを抑制できる。これにより、モータ１の防塵性および防水性を高めることができる。

なお、本実施形態においては、第２の凹溝部５２に接着剤Ｂが充填され、接着剤Ｂが第２の凹溝部５２の内壁面と第２の凸部４２との間の隙間を塞ぐ。このため、より効果的にコンタミの侵入を塞ぐことができる。しかしながら、接着剤Ｂなどの充填物が充填されていない場合であっても、第２の凸部４２が第２の凹溝部５２に挿入されることで、コンタミの侵入経路にラビリンス構造を構成することができ、コンタミの侵入を抑制することができる。

本実施形態においては、ハウジング５０に第２の凹溝部５２が設けられ、蓋部４０に第２の凸部４２が設けられる構成を例示した。しかし、第２の凸部４２および第２の凹溝部５２は、ハウジング５０および蓋部４０のそれぞれ反対側に設けられていてもよい。すなわち、蓋部４０およびハウジング５０のうち、一方には他方側に突出する第２の凸部４２が設けられ、他方には第２の凸部４２を収容する第２の凹溝部５２が設けられていればよい。

本実施形態によれば、第２の凹溝部５２の内壁面と第２の凸部４２との間に、接着剤Ｂが充填されている。これにより、蓋部４０の外縁部４６において、蓋部４０をハウジング５０に固定することができる。加えて、接着剤Ｂを第２の凹溝部５２に充填させるため、接着剤Ｂを周方向に沿って一様な量で設けることができ、各方向からの応力に対して安定した接着強度を実現しやすい。

内側下端面４６ａは、下側を向く面である。内側下端面４６ａは、平面視において第２の凸部４２で囲まれた領域の内側に位置する。内側下端面４６ａは、ハウジング５０の上面５０ａに接触する。内側下端面４６ａがハウジング５０の上面５０ａに接触することで、ハウジング５０に対し蓋部４０を軸方向（上下方向）に位置決めできる。

外側下端面４６ｂは、下側を向く面である。外側下端面４６ｂは、平面視において第２の凸部４２で囲まれた領域の内側に位置する。外側下端面４６ｂは、ハウジング５０の上面５０ａと軸方向に離間している。これにより、第２の凹溝部５２に充填された接着剤Ｂを外気に露出させ、接着剤Ｂの硬化を促進できる。また、第２の凹溝部５２に第２の凸部４２を収容させる工程において、第２の凹溝部５２から溢れ出た接着剤Ｂを、外側下端面４６ｂとハウジング５０の上面５０ａとの間の隙間に溜めることができる。よって、接着剤Ｂの充填量がばらついた場合に、過剰な接着剤Ｂを外側下端面４６ｂとハウジング５０の上面５０ａとの間の隙間に逃がすことができる。加えて、外側下端面４６ｂとハウジング５０の上面５０ａとの間に隙間が設けられることで、接着剤Ｂの充填状態および硬化状態などを外観から確認することができる。このため、製造ラインにおける製品の品質確保が容易となる。

本実施形態において、第１の凹溝部８１および第２の凹溝部５２に充填される接着剤Ｂとして、湿気硬化型の接着剤を用いることが好ましい。湿気硬化型の接着剤は、空気中の水分により硬化する。接着剤Ｂとして湿気硬化型の接着剤を用いることで、水分による接着剤の劣化を抑制することができ、モータ１の防水の信頼性を高めることができる。

次に、モータ１の製造工程において、蓋部４０を組み付ける手順について説明する。なお、本実施形態において、蓋部４０の組み付けは、モータ１の組み立て工程の最後に行われる。 まず、上ヒートシンク８０の第１の凹溝部８１およびハウジング５０の第２の凹溝部５２の内部に未硬化の接着剤Ｂを充填する。 次いで、上ヒートシンク８０および上ヒートシンク８０に固定されたハウジング５０に対して蓋部４０を上側から近づけ、第１の凸部４１を第１の凹溝部８１に挿入し、第２の凸部４２を第２の凹溝部５２に挿入する。 次いで、接着剤Ｂを硬化させる。 以上の工程を経ることで、蓋部４０がモータ１に組み付けられる。

本実施形態によれば、第１の凸部４１と第２の凸部４２とは、同方向に突出し、第１の凹溝部８１と第２の凹溝部５２とは、同方向に開口する。また、第１の凹溝部８１および第２の凹溝部５２には、未硬化の接着剤Ｂが充填される。第１の凹溝部８１と第２の凹溝部５２とが同方向に開口するため、第１の凹溝部８１および第２の凹溝部５２に未硬化の接着剤Ｂを同時に充填できる。また、第１の凹溝部８１および第２の凹溝部５２に未硬化の接着剤Ｂを充填させた後に蓋部４０を降下させて第１の凹溝部８１および第２の凹溝部５２にそれぞれ第１の凸部４１および第２の凸部４２を収容させる工程を採用できる。これにより、蓋部４０の組み付け工程を簡素化できる。

図１に示すように、ハウジング５０と蓋部４０とは、スナップフィット部６により、互いに固定されている。スナップフィット部６は、周方向に沿ってモータ１に複数設けられている。

スナップフィット部６は、蓋部４０に設けられたかかり部４３と、ハウジング５０に設けられた爪部５８と、から構成されている。蓋部４０のかかり部４３は、外縁部４６から下側に向かってＵ字状に延びる。爪部５８は、ハウジング５０の外側面から水平方向外側に向かって突出する。蓋部４０の組み付け手順において、作業者が蓋部４０を軸方向に沿ってハウジング５０に近づけることで、係り部４３に爪部５８が嵌り、ハウジング５０に蓋部４０が固定される。本実施形態におい
て、スナップフィット部６は、ハウジング５０に蓋部４０が組み付けられてから接着剤Ｂが硬化するまでの間、蓋部４０を保持する為に設けられている。なお、蓋部４０の固定に接着剤Ｂを使用しない場合には、蓋部４０は、スナップフィット部６の固定機能によってハウジング５０に対し恒常的に固定される。

以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

１…モータ、２…モータ本体、６…スナップフィット部、７Ａ…上側ベアリング（ベアリング）、２０…ロータ、２１…シャフト、２５…ステータ、３０…ベアリングホルダ、４０…蓋部、４１…第１の凸部、４２…第２の凸部、４９…開口部、５０…ハウジング（ヒートシンク、第１のヒートシンク）、５２…第２の凹溝部、５３…ヒートシンク部（ヒートシンク本体部）、５３ｃ…放熱面、５４…モータ本体収容部、５４ｅ…開口、５５…素子収容部、５６…リブ、５６ａ…第１のリブ部、５６ｂ…第２のリブ部、６０…回路基板、６１…基板本体、６１Ａ…オーバーラップ部、６１Ｂ…張出部、６５…コンデンサ（第１の発熱素子、発熱素子）、６６…電界効果トランジスタ（第２の発熱素子、発熱素子）、８０…上ヒートシンク（第２のヒートシンク）、８１…第１の凹溝部、８９…露出部、８９ａ…フィン、Ｂ…接着剤、Ｄ…直径、Ｊ…中心軸、Ｓ１…寸法

Claims (10)

1. 上下方向に沿って延びる中心軸を中心として回転するロータおよび前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータ本体と、
   
   
   
   前記モータ本体の上側に位置し前記中心軸に直交する方向に延びる回路基板と、
   
   
   
   前記回路基板の下側に位置し前記回路基板に直接的または間接的に接触するヒートシンクと、を備え、
   
   
   
   前記回路基板は、
   
   
   
   基板本体と、
   
   
   
   前記基板本体の下面に実装される第１の発熱素子と、を有し、
   
   
   
   前記ヒートシンクは、
   
   
   
   前記回路基板に沿って延びるヒートシンク本体部と、
   
   
   
   前記モータ本体を収容するモータ本体収容部と、
   
   
   
   前記第１の発熱素子を収容する素子収容部と、を有し、
   
   
   
   前記モータ本体収容部および前記素子収容部は、前記ヒートシンク本体部から下側に向かって別々に延び、
   
   
   
   前記ヒートシンク本体部には、前記モータ本体収容部と前記素子収容部との間に位置するリブが設けられている、モータ。
2. 前記ヒートシンクは、単一の部材として構成され、
   
   
   
   前記ロータは、前記中心軸に沿って延びるシャフトを有し、
   
   
   
   前記シャフトを回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングを支持するベアリングホルダと、を備え、
   
   
   
   前記ベアリングホルダは、前記モータ本体収容部の上側の開口に位置し、
   
   
   
   前記ベアリングホルダは、前記ヒートシンク本体部に対し少なくとも一部が軸方向に重なる、
   
   
   
   請求項１に記載のモータ。
3. 前記リブは、径方向に沿って延び前記モータ本体収容部と前記素子収容部とを繋ぐ第１のリブ部を含む、
   
   
   
   請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記リブは、前記第１のリブ部と繋がり前記第１のリブ部に対して直交する方向に延びる第２のリブ部を含む、
   
   
   
   請求項３に記載のモータ。
5. 前記第２のリブ部が、前記第１のリブ部と交差して延びる、
   
   
   
   請求項４に記載のモータ。
6. 前記第２のリブ部は、前記第１のリブ部側から離れるに従い幅が狭くなる、
   
   
   
   請求項４又は５に記載のモータ。
7. 前記リブが、３以上の前記第２のリブ部を含む、
   
   
   
   請求項４〜６の何れか一項に記載のモータ。
8. 前記素子収容部は、軸方向から見て前記第２のリブ部が延びる方向を長手方向とし、
   
   
   
   前記素子収容部の長手方向の寸法は、前記モータ本体収容部の直径より小さい、
   
   
   
   請求項４〜７の何れか一項に記載のモータ。
9. 前記回路基板は、前記基板本体の上面に実装される第２の発熱素子を有し、
   
   
   
   前記ヒートシンク本体部は、前記基板本体の下面と接触する放熱面を有し、
   
   
   
   軸方向から見て、前記第２の発熱素子の少なくとも一部は、前記放熱面と重なる、
   
   
   
   請求項１〜８の何れか一項に記載のモータ。
10. 軸方向から見て、前記リブの少なくとも一部は、前記放熱面と重なる、請求項９に記載のモータ。

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